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  <title>STM32可调电源 | 冰泉冷涩弦凝绝，凝绝不通声暂歇</title>
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  <meta name="description" content="项目概括 使用PD诱骗器，作为电路总电源，降压模块配合单片机进行调压，OLED屏幕显示电压及其电流、功率值。输出max：20v 3A功能：  ADC电压检测 （可调电位器旋钮调节电压） 电流检测 OLED屏幕显示数据（IIC通信） 散热片+风扇（12V） 温度检测 PD电源输入，20V档位 风扇、底板都使用铜柱固定 输入部分可以使用DC接口、TypeC来张实物照片：   硬件模块方案PD诱骗电源部">
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    <a href="/xinhard/2023/05/14/STM32%E5%8F%AF%E8%B0%83%E7%94%B5%E6%BA%90/" class="article-date">
  <time class="dt-published" datetime="2023-05-14T15:55:52.000Z" itemprop="datePublished">2023-05-14</time>
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    <h1 class="p-name article-title" itemprop="headline name">
      STM32可调电源
    </h1>
  

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        <h2 id="项目概括"><a href="#项目概括" class="headerlink" title="项目概括"></a>项目概括</h2><blockquote>
<p>使用PD诱骗器，作为电路总电源，降压模块配合单片机进行调压，OLED屏幕显示电压及其电流、功率值。<br>输出max：20v 3A<br>功能：</p>
<ol>
<li>ADC电压检测 （可调电位器旋钮调节电压）</li>
<li>电流检测</li>
<li>OLED屏幕显示数据（IIC通信）</li>
<li>散热片+风扇（12V）</li>
<li>温度检测</li>
<li>PD电源输入，20V档位</li>
<li>风扇、底板都使用铜柱固定</li>
<li>输入部分可以使用DC接口、TypeC<br><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/82920a93df77462bba11c2216210f974.png" alt="在这里插入图片描述"><br>来张实物照片：<br><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/539b66ca0a74482bb23e1eb9cf84281b.png" alt="在这里插入图片描述"></li>
</ol>
</blockquote>
<h2 id="硬件模块方案"><a href="#硬件模块方案" class="headerlink" title="硬件模块方案"></a>硬件模块方案</h2><h3 id="PD诱骗电源部分"><a href="#PD诱骗电源部分" class="headerlink" title="PD诱骗电源部分"></a>PD诱骗电源部分</h3><p><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/6311e6c864b44f48b85c224dabc7a4e8.png" alt="在这里插入图片描述"></p>
<blockquote>
<p>PD诱骗电源部分使用CH224K芯片，CFG1端的Rest请求电阻可以请求PD快充各个档位电压，9&#x2F;12&#x2F;20V,R4为电压检测引脚，R1电阻通过CH224K设置内部LDO 芯片VDD引脚3.3V电压，C1构成滤波电路。测量实际电路中CH224K工作电流大概30mA，之前使用0603封装电阻发热挺明显的，后来第二个版本换成了1206封装电阻发热明显降低了很多。<br>芯片具体参数和请求电压请参考手册</p>
</blockquote>
<h3 id="电路电源部分"><a href="#电路电源部分" class="headerlink" title="电路电源部分"></a>电路电源部分</h3><p><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/6e0cd9d7d9c64b439df2819d5f8f2986.png" alt="在这里插入图片描述"></p>
<blockquote>
<p>上面电路12V输出给风供电，3.3V输出给单片机、电流检测芯片、屏幕供电。</p>
</blockquote>
<h3 id="电压电流功率检测部分"><a href="#电压电流功率检测部分" class="headerlink" title="电压电流功率检测部分"></a>电压电流功率检测部分</h3><blockquote>
<p>INA226通过IIC协议进行电压、电流和功率测量<br>使用INA226 芯片，IIC通信，可以同时检测电压、电流<br>供电：2.7<del>5.5V<br>检测电压范围 0</del>36V<br>VIN检测电路输出端电压<br><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/18830cf07284444ab4fd530d65c49a0e.png" alt="在这里插入图片描述"></p>
</blockquote>
<p><strong>计算过程：</strong></p>
<p><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/4ffab339a13b49cab620dfa4b1ff0450.png" alt="在这里插入图片描述"><br>公式1为校准寄存器的值，Current_LSB为电流分辨率，Rshunt为采样电阻。<br>Maximum Expected Current 为最大期待电流，可以通过自己的分辨率去算这个值，但不能超过实际的最大电流值。</p>
<p>因为采样电阻为2mΩ，Shunt Voltage Register的最大值为0x7FFF, LSB &#x3D; 2.5uV（固定值）, 所以FSR &#x3D; 81.92mV。<br>所以最大采样电流为0.08192V &#x2F; 0.002Ω &#x3D; 40.96A</p>
<p>假如分辨率为0.001A，则Maximum Expected Current &#x3D; 32768 x 0.001 &#x3D; 32.768A（满足条件）<br>得CAL（校准寄存器）值为 0.00512&#x2F;(0.001*0.002)  &#x3D; 0.00512&#x2F;0.000002 &#x3D; 2560 &#x3D; 0x0A00<br>最后写入Calibration Register 中数据为0x0A00。<br>电流数据通过IIC读取电流寄存器的值乘于电流分辨率即可得到真实的电流值。<br>详情参考手册15页校准寄存器章节。</p>
<h3 id="调压部分"><a href="#调压部分" class="headerlink" title="调压部分"></a>调压部分</h3><blockquote>
<p>LM2596<br><a target="_blank" rel="noopener" href="https://www.amobbs.com/thread-5696234-1-1.html">0V解决方案</a></p>
</blockquote>
<p><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/bea16b0e331047eabfaab8ebbb607749.png" alt="在这里插入图片描述"></p>
<blockquote>
<p>LM2596 开关电压调节器是降压型电源管理单片集成电路，能够输出 3A 的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性。固定输出版本有 3.3V、5V、12V， 可调版本可以输出小于 37V 的各种电压。<br>该器件内部集成频率补偿和固定频率发生器，开关频率为 150KHz，与低频开关调节器相比较，可以使用更小规格的滤波元件。由于该器件只需 4 个外接元件，可以使用通用的标准电感，这更优化了LM2596 的使用，极大地简化了开关电源电路的设计。<br>&#x3D;&#x3D;特点:&#x3D;&#x3D;<br>※ 3.3V、5V、12V 的固定电压输出和可调电压输出<br>※ 可调输出电压范围 1.2V～37V±4%<br>※ 输出线性好且负载可调节<br>※ 输出电流可高达 3A<br>※ 输入电压可高达 40V<br>※ 采用 150KHz 的内部振荡频率，属于第二代开关电压调节器，功耗小、效率高<br>※ 低功耗待机模式，IQ的典型值为 80μA<br>※ TTL 断电能力<br>※ 具有过热保护和限流保护功能<br>※ 封装形式：TO-220（T）和 TO-263（S）<br>※ 外围电路简单，仅需 4 个外接元件， 且使用容易购买的标准电感<br><strong>计算过程：</strong><br>计算公式：VOUT &#x3D; 1.23*(1+R3_L&#x2F;R3_R)</p>
</blockquote>
<h3 id="风扇控制电路"><a href="#风扇控制电路" class="headerlink" title="风扇控制电路"></a>风扇控制电路</h3><p><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/80651337f7e1421a8c45bbe5125dea87.png" alt="在这里插入图片描述"></p>
<blockquote>
<p>风扇控制电路如上图所示，通过N沟道MOS管控制风扇通断</p>
</blockquote>
<h3 id="测温部分"><a href="#测温部分" class="headerlink" title="测温部分"></a>测温部分</h3><p><img src="https://img-blog.csdnimg.cn/a0e341656c6b47a1887b49131433c474.png" alt="在这里插入图片描述"></p>
<blockquote>
<p>NTC测温，10K</p>
</blockquote>
<p><a target="_blank" rel="noopener" href="https://oshwhub.com/xinhard/stm32-ke-diao-dian-yuan-v2">项目链接：</a></p>
<h3 id="第一个版本和第二个版本记录解决的问题："><a href="#第一个版本和第二个版本记录解决的问题：" class="headerlink" title="第一个版本和第二个版本记录解决的问题："></a>第一个版本和第二个版本记录解决的问题：</h3><blockquote>
<ol>
<li>PD芯片12V档位不正常</li>
<li>PD芯片底部GND接线问题</li>
<li>&#x3D;&#x3D;调节电压的电阻&#x3D;&#x3D;部分需要重新走线！！！</li>
<li>LM2596的二极管一定要方向焊接</li>
<li>INA226的IIC接口和OLED接到一起！！！弃用之前的PB3和PB4引脚</li>
<li>LDO更换大功率，大封装的芯片</li>
<li>CH224K芯片供电滤波电路，1K电阻使用0805封装</li>
<li>Type-C接口换！ 换成容易焊接的封装</li>
<li>电源输入端接3A保险丝</li>
<li>为了方便使用5MM电源座供电，尽量不使用PD快充（成本高），CH224K供电由LDO供电</li>
<li>INA226A的IIC接口，焊盘换成过孔</li>
</ol>
</blockquote>

      
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